eletromagnetismo 2

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Eletromagnetismo 2

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  • Captulo 19Disperso tica

    dosMateriais

  • 19.0 Introduo

    As ondas eltromagnticas interagem com os materiais em diferentes formas. Por

    exemplo, os materiais podem ser opacos ou transparentes.

    Os processos ticos que ocorrem em slidos, liquidos e

    gases podem ser representados

    macroscopicamente, como mostrado na figura ao lado,

    onde so ilustrados os fenmenos de reflexo,

    propagao e transmisso da luz em um meio tico.

  • 19.1 Modelo do Oscilador Harmnico de Drude-Lorentz

  • 19.1 Modelo do Oscilador Harmnico de Drude-Lorentz

  • 19.1 Modelo do Oscilador Harmnico de Drude-Lorentz

  • 19.1 Modelo do Oscilador Harmnico de Drude-Lorentz

  • 19.1 Modelo do Oscilador Harmnico de Drude-Lorentz

  • 19.1 Modelo do Oscilador Harmnico de Drude-Lorentz

  • 19.2 Absoro na Ressonncia por Cargas LigadasTodo sistema fsico material

    capaz de vibrar e possui uma ou mais frequncias naturais, isto ,

    que so caractersticas do sistema, mais precisamente de

    como este constituido. A absoro sempre ocorre quando

    a frequncia da radiao incidente for ressonante com

    transies dos tomos do meio tico. Um exemplo o rubi, que absorve a frequncia do azul e

    do verde e transmite no vermelho.

  • 19.2 Absoro na Ressonncia por Cargas Ligadas

    Combinando as equaes da frequncia natural e frequncia de plasma, podemos, por exemplo, determinar o nvel de empacotamento do material, ou seja, quanto mais

    prximo de 1 a razo entre eles, mais denso este material.

  • 19.2 Absoro na Ressonncia por Cargas Ligadas

    Para gases, o nmero de cargas por unidade de volume menor,entretanto isso nada afeta sua frequncia natural ( ), a qual mantida, porem sua frequncia de amortecimento para os eltrons mais internos se torna mais difcil de determinar.

    Para um Em = 0, temos:

    Pela equao do movimento:

    Perceba que para valores muito pequenos da frequncia de amortecimento (), '

    0 ser aproximadamente igual a

    02 , e

    que pelo decaimento da amplitude e da energia de oscilao, podemos escrever que:

  • 19.2 Absoro na Ressonncia por Cargas LigadasEm uma situao hipottica, podemos fazer 0, ou seja, sem amortizao da onda eletromagntica no meio material e verificamos qual o comportamento das constantes dieltricas em funo da frequncia.

  • 19.2 Absoro na Ressonncia por Cargas Ligadas

    Constante dieltrica K em funo da frequncia incidente

  • 19.2 Absoro na Ressonncia por Cargas Ligadas

    Constantes ticas n e k , em funo da frequncia incidente

    A partir das equaes:

    Iremos obter:

  • 19.2 Absoro na Ressonncia por Cargas Ligadas

    Constantes dieltricaspara uma linha estreitaem

    0

    Constantes ticaspara uma banda de absoro larga.

    Constantes ticaspara uma linha intensaem

    0

  • 19.3 Teoria do Eltron Livre de Drude O modelo de Drude para conduo elctrica foi desenvolvido at 1900 por Paul Drude

    para explicar as propriedades de transporte de eltrons em materiais (especialmente em metais). O modelo de Drude baseia-se na aplicao da teoria cintica aos eltrons num slido. Supe que o material contm ions positivos imveis e um "gs de eltrons" clssicos, que no interagem entre si, de densidade n, donde o movimento de cada um se encontra amortecido por uma fora de frico produto das colises dos eltrons com os ions, caracterizada por um tempo de relaxamento .

  • 19.3 Teoria do Eltron Livre de Drude

    Consideremos as quatro situaes abaixo:

  • 19.3 Teoria do Eltron Livre de Drude

    Grfico diLog das constantes ticas das cargas livres em funo da frequncia de incidncia.

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